JP6838076B2 - Parts manufacturing method and parts manufacturing system - Google Patents
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Description
本発明は、部品製造方法及び部品製造システムに関し、特に板状部材であるスキンと、長尺状部材であるフレーム又はストリンガーを組み合わせて製作される航空機部品を製造するための部品製造方法及び部品製造システムに関するものである。 The present invention relates to a parts manufacturing method and a parts manufacturing system, and in particular, a parts manufacturing method and a parts manufacturing for manufacturing an aircraft part manufactured by combining a skin which is a plate-shaped member and a frame or a stringer which is a long member. It's about the system.
胴体等の航空機部品は、たとえば、板状部材(スキン)に対してストリンガー又はフレームをリベットによって締結して一体化することによって製作される。従来、これらの部材の組立は、スキンを台状の治具に固定した状態で、別の位置決め用治具によって位置決めされたフレームやストリンガーを重ね合わせた後、仮リベットによってフレーム又はストリンガーをスキンに仮止めする。そして、仮止めが完了して検査を終えた後、予め決められたリベットの締結位置に打鋲していく。これにより、スキン、フレーム及びストリンガーが一体化された航空機部品が製作される。 Aircraft parts such as fuselage are manufactured, for example, by fastening a stringer or a frame to a plate-shaped member (skin) with rivets and integrating them. Conventionally, in the assembly of these members, the skin is fixed to the trapezoidal jig, the frame or stringer positioned by another positioning jig is overlapped, and then the frame or stringer is attached to the skin by temporary rivets. Temporarily fix. Then, after the temporary fixing is completed and the inspection is completed, the rivets are struck at a predetermined rivet fastening position. This produces an aircraft component with an integrated skin, frame and stringer.
航空機の胴体は、断面が円形状であり、かつ、機軸方向に沿って円形状の径が変化することから、スキン、フレーム、ストリンガーは、多種類にわたる。そのため、スキンを固定する台状の治具や、フレーム又はストリンガーの位置決め用治具も予め多数の種類を用意しておく必要がある。したがって、治具を用いて航空機部品を製作する方法に対して、ロボットを使用してスキン、フレーム、ストリンガー等の部材の位置決めを行い、ロボットによって位置決めされた部材に対して、リベットによって各部材を打鋲して一体化する方法がある。これにより、多種類の治具を用意することなく、航空機部品を製作することができ、航空機部品の製作準備にかかる時間やコストを低減しつつ、治具の保管場所を減らしたり治具の交換にかかる手間を減らすことができる。 Since the fuselage of an aircraft has a circular cross section and the diameter of the circular shape changes along the axial direction, there are various types of skins, frames, and stringers. Therefore, it is necessary to prepare a large number of types of trapezoidal jigs for fixing the skin and jigs for positioning the frame or stringer in advance. Therefore, in contrast to the method of manufacturing aircraft parts using a jig, a robot is used to position members such as skins, frames, and stringers, and each member is rivet-positioned to the members positioned by the robot. There is a method of tapping and integrating. As a result, aircraft parts can be manufactured without preparing various types of jigs, and while reducing the time and cost required to prepare for manufacturing aircraft parts, the storage space for jigs can be reduced and jigs can be replaced. It is possible to reduce the time and effort required for the jig.
下記の特許文献1では、翼パネル上に桁を配置するために、位置合わせ孔を用いて桁を翼パネルに装着し、さらにリブの端部及びリブポストにある、位置合わせ孔を用いて桁間リブを桁上のリブポストに装着する技術が開示されている。
In
本願の発明者らは、上述したロボットを使用してスキン、フレーム、ストリンガー等の部材の位置決めを行う方法において、板状部材であるスキンと、一方向に長い長尺状部材であるフレーム又はスキンを所定の位置に重ね合わせる方法を検討した。また、ロボットによる自動化では、同じ部材に対しては、ロボットに同じ動作をさせることが可能であるが、そのために、事前にティーチング等によって、ロボットの動作が規定されている。しかし、実際には、各部材に製作誤差が生じていることから、複数の部材を一体化して部品を組み立てるときに生じる組立誤差を少なくするため、予め規定されたロボットの動作に対してキャリブレーションを行う必要がある。 In the method of positioning members such as skins, frames, and stringers using the robot described above, the inventors of the present application have a skin that is a plate-shaped member and a frame or skin that is a long member that is long in one direction. We examined a method of superimposing the above in a predetermined position. Further, in automation by a robot, it is possible to make the robot perform the same operation for the same member, but for that purpose, the operation of the robot is defined in advance by teaching or the like. However, in reality, since each member has a manufacturing error, calibration is performed for a predetermined robot operation in order to reduce the assembly error that occurs when assembling the parts by integrating a plurality of members. Need to be done.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、二つの部材を重ね合わせて組み立てる際、精度良く位置合わせすることが可能な部品製造方法及び部品製造システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a parts manufacturing method and a parts manufacturing system capable of accurately aligning two members when they are overlapped and assembled. And.
本発明の第1態様に係る部品製造方法は、コンピュータが、第1の部材において形成され、前記第1の部材上の第1の軸方向に沿って列状に配置された複数の第1位置決め用穴について、前記第1の軸に対して垂直方向である第2の軸方向の平均位置を通過する、前記第1の軸方向に平行な第1の仮想線を算出する第1ステップと、前記第1の部材と異なる長尺状の第2の部材において形成され、前記第2の部材上の第3の軸方向に沿って列状に配置された複数の第2位置決め用穴について、前記第3の軸に対して垂直方向である第4の軸方向の平均位置を通過する、前記第3の軸方向に平行な第2の仮想線を算出する第2ステップと、前記第1の仮想線及び前記第2の仮想線が一致するように、ロボットを制御し、前記第1の部材と前記第2の部材を重ね合わせる第3ステップとを実行し、前記第1の軸は、前記第1の部材に配置される前記第2の部材の長手方向に平行な軸とし、前記第3の軸は、前記第2の部材の長手方向に平行な軸とする。
In the component manufacturing method according to the first aspect of the present invention, a plurality of first positionings in which a computer is formed in a first member and arranged in a row along a first axial direction on the first member. With respect to the hole, the first step of calculating the first virtual line parallel to the first axial direction passing through the average position in the second axial direction perpendicular to the first axis, and the first step. The plurality of second positioning holes formed in a long second member different from the first member and arranged in a row along a third axial direction on the second member are described above. A second step of calculating a second virtual line parallel to the third axial direction passing through an average position in the fourth axial direction perpendicular to the third axis, and the first virtual line. The robot is controlled so that the line and the second virtual line match, and the third step of superimposing the first member and the second member is executed, and the first axis is the first axis. The axis is parallel to the longitudinal direction of the second member arranged in the
この構成によれば、第1の部材上の第1の軸方向に沿って列状に配置された複数の第1位置決め用穴について、第1の軸に対して垂直方向である第2の軸方向の平均位置を通過する第1の仮想線が算出され、第2の部材上の第3の軸方向に沿って列状に配置された複数の第2位置決め用穴について、第3の軸に対して垂直方向である第4の軸方向の平均位置を通過する第2の仮想線が算出される。そして、第1の仮想線及び第2の仮想線が一致するように、第1の部材と第2の部材が重ね合わされることによって、第1位置決め用穴と第2位置決め用穴との間の位置ずれが最も少ない状態で第1の部材と第2の部材を重ね合わせることができる。 According to this configuration, a plurality of first positioning holes arranged in a row along the first axial direction on the first member have a second axis perpendicular to the first axis. A first imaginary line passing through the average position in the direction is calculated, and a plurality of second positioning holes arranged in a row along the third axial direction on the second member are placed on the third axis. On the other hand, a second virtual line passing through the average position in the fourth axial direction in the vertical direction is calculated. Then, by superimposing the first member and the second member so that the first virtual line and the second virtual line coincide with each other, between the first positioning hole and the second positioning hole. The first member and the second member can be superposed with the least misalignment.
上記第1態様において、前記第1ステップは、前記複数の第1位置決め用穴の位置を検出するステップと、検出された前記複数の第1位置決め用穴の位置に基づいて、前記複数の第1位置決め用穴の前記第2の軸方向の平均位置を算出するステップと、前記第1位置決め用穴の前記平均位置を通過する前記第1の仮想線を算出するステップとを有し、前記第2ステップは、前記複数の第2位置決め用穴の位置を検出するステップと、検出された前記複数の第2位置決め用穴の位置に基づいて、前記複数の第2位置決め用穴の前記第4の軸方向の平均位置を算出するステップと、前記第2位置決め用穴の前記平均位置を通過する前記第2の仮想線を算出するステップとを有してもよい。 In the first aspect, the first step is based on the step of detecting the positions of the plurality of first positioning holes and the detected positions of the plurality of first positioning holes. The second includes a step of calculating the average position of the positioning hole in the second axial direction and a step of calculating the first virtual line passing through the average position of the first positioning hole. The step is a step of detecting the positions of the plurality of second positioning holes, and the fourth axis of the plurality of second positioning holes based on the detected positions of the plurality of second positioning holes. It may have a step of calculating the average position in the direction and a step of calculating the second virtual line passing through the average position of the second positioning hole.
この構成によれば、第1の部材上の第1の軸方向に沿って列状に配置された複数の第1位置決め用穴について、第1の軸に対して垂直方向である第2の軸方向の平均位置が算出され、第2の部材上の第3の軸方向に沿って列状に配置された複数の第2位置決め用穴に関して、第3の軸に対して垂直方向である第4の軸方向の平均位置が算出される。そして、これらの平均位置を通過する、第1位置決め用穴に関する第1の仮想線と第2位置決め用穴に関する第2の仮想線が算出される。その後、第1の仮想線及び第2の仮想線が一致するように、第1の部材と第2の部材が重ね合わされることによって、第1位置決め用穴と第2位置決め用穴との間の位置ずれが最も少ない状態で第1の部材と第2の部材を重ね合わせることができる。 According to this configuration, a plurality of first positioning holes arranged in a row along the first axial direction on the first member have a second axis perpendicular to the first axis. A fourth position that is perpendicular to the third axis with respect to a plurality of second positioning holes arranged in a row along the third axial direction on the second member for which the average position in the direction is calculated. The average position in the axial direction of is calculated. Then, a first virtual line regarding the first positioning hole and a second virtual line regarding the second positioning hole that pass through these average positions are calculated. After that, the first member and the second member are overlapped so that the first virtual line and the second virtual line coincide with each other, so that the first positioning hole and the second positioning hole are separated from each other. The first member and the second member can be superposed with the least misalignment.
本発明の第2態様に係る部品製造システムは、第1の部材に対して第2の部材を取り付ける取付け用ロボットを備え、前記取付け用ロボットは、前記取付け用ロボットを制御する制御部を有し、前記制御部は、第1の部材において形成され、前記第1の部材上の第1の軸方向に沿って列状に配置された複数の第1位置決め用穴について、前記第1の軸に対して垂直方向である第2の軸方向の平均位置を通過する、前記第1の軸方向に平行な第1の仮想線を算出し、かつ、前記第1の部材と異なる長尺状の第2の部材において形成され、前記第2の部材上の第3の軸方向に沿って列状に配置された複数の第2位置決め用穴について、前記第3の軸に対して垂直方向である第4の軸方向の平均位置を通過する、前記第3の軸方向に平行な第2の仮想線を算出する仮想線算出部と、前記取付け用ロボットを駆動し、前記第1の仮想線及び前記第2の仮想線が一致するように、前記第1の部材と前記第2の部材を重ね合わせる駆動制御部とを有し、前記第1の軸は、前記第1の部材に配置される前記第2の部材の長手方向に平行な軸であり、前記第3の軸は、前記第2の部材の長手方向に平行な軸である。 The parts manufacturing system according to the second aspect of the present invention includes a mounting robot that mounts the second member to the first member, and the mounting robot has a control unit that controls the mounting robot. The control unit is formed on the first member, and the plurality of first positioning holes arranged in a row along the first axial direction on the first member are provided on the first shaft. passing the average position of the second axis direction which is perpendicular against calculates a first virtual line parallel to the first axis direction, and, first of the first member different from the elongate A plurality of second positioning holes formed in the second member and arranged in a row along the third axial direction on the second member are parallel to the third axis. The virtual line calculation unit that calculates the second virtual line parallel to the third axial direction that passes through the average position in the axial direction of 4, and the mounting robot are driven to drive the first virtual line and the said first virtual line. as the second virtual line matches the, have a said first member and said drive control unit superposing second member, said first axis, disposed on the first member a axis parallel to the longitudinal direction of the second member, said third axis, Ru Jikudea parallel to the longitudinal direction of the second member.
上記第2態様において、前記複数の第1位置決め用穴の位置を検出し、かつ、前記複数の第2位置決め用穴の位置を検出する検出用ロボットを備え、前記取付け用ロボットの前記制御部は、検出された前記複数の第1位置決め用穴の位置に基づいて、前記複数の第1位置決め用穴の前記第2の軸方向の平均位置を算出し、かつ、検出された前記複数の第2位置決め用穴の位置に基づいて、前記複数の第2位置決め用穴の前記第4の軸方向の平均位置を算出する平均算出部とを更に有してもよい。 In the second aspect, the detection robot that detects the positions of the plurality of first positioning holes and detects the positions of the plurality of second positioning holes is provided, and the control unit of the mounting robot is provided. Based on the detected positions of the plurality of first positioning holes, the average positions of the plurality of first positioning holes in the second axial direction are calculated, and the plurality of detected second positions are calculated. It may further have an average calculation unit that calculates the average position of the plurality of second positioning holes in the fourth axial direction based on the positions of the positioning holes.
本発明によれば、二つの部材を重ね合わせて組み立てる際、第1の部材上の第1位置決め用穴と、第2の部材上の第2位置決め用穴との間の位置ずれが最も少ない状態で精度良く位置合わせすることができる。 According to the present invention, when two members are overlapped and assembled, the positional deviation between the first positioning hole on the first member and the second positioning hole on the second member is the smallest. Can be aligned accurately with.
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の一実施形態に係る航空機部品製造システム1は、複数の部材を重ね合わせる場合において、それぞれの部材に形成された複数のキーホールを基準にして位置合わせするとき、精度良く重ね合わせることができる。ここで、航空機部品とは、例えば、航空機の胴体、又は、主翼などである。以下では、航空機の胴体を製造する際、板状部材であるスキンと、長尺状部材であるフレーム又はストリンガーとを組み合わせる場合について説明する。また、キーホールとは、位置決め用穴の一例であり、部材に貫通して形成された貫通穴である。キーホールは、部材取り付け時の位置決めのために使用可能であり、また、仮リベットを挿通することも可能である。Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the aircraft
スキンは、航空機の機軸方向に対して垂直に切断した断面が円弧形状を有する。フレームは、スキンの円周に沿って配置される部材であり、円弧形状であって曲率を有する。ストリンガーは、スキンに対して、航空機の機軸方向に対して平行に配置される部材であり、直線状の部材である。スキンに対して、フレーム又はストリンガーが取り付けられることによって、胴体等の航空機部品が製作される。このとき、スキンに形成されたキーホールと、フレーム又はストリンガーに形成されたキーホールとに基づいて、スキンに対するフレーム又はストリンガーの取り付け時の位置決めを行うことができる。また、スキンに形成されたキーホールと、フレーム又はストリンガーに形成されたキーホールとに仮リベットを挿通して締結することで、スキンとフレーム又はストリンガーとを一体化させることができる。 The skin has an arcuate cross section cut perpendicular to the axial direction of the aircraft. The frame is a member arranged along the circumference of the skin, has an arc shape, and has a curvature. The stringer is a member that is arranged parallel to the skin in the axial direction of the aircraft and is a linear member. By attaching a frame or stringer to the skin, aircraft parts such as a fuselage are manufactured. At this time, based on the keyhole formed on the skin and the keyhole formed on the frame or stringer, positioning at the time of attaching the frame or stringer to the skin can be performed. Further, the skin and the frame or the stringer can be integrated by inserting and fastening the temporary rivet through the keyhole formed on the skin and the keyhole formed on the frame or the stringer.
航空機部品製造システム1は、図1に示すように、部材に形成されたキーホール60を検出する検出用ロボット2と、一の部材に対して他の部材を取り付ける取付け用ロボット3などを備える。
As shown in FIG. 1, the aircraft
検出用ロボット2は、図2及び図3に示すように、アーム4を備え、アーム4にカメラ5が取り付けられている。検出用ロボット2は、制御部6によって制御される。制御部6の動作は、予め記録されたプログラムを実行して、CPU等のハードウェア資源によって実現される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
検出用ロボット2の制御部6は、図1に示すように、駆動制御部7と、メモリ8等を有する。
駆動制御部7は、メモリ8に記録されている部材(スキン51、フレーム52又はストリンガー53)に形成されたキーホール60の位置に関するデータに基づいて、検出用ロボット2のアーム4を駆動して、アーム4に取り付けられたカメラ5をキーホール60の近傍へ移動させる。カメラ5は、スキン51、フレーム52又はストリンガー53に形成されたキーホール60を撮像する。駆動制御部7は、検出用ロボット2のアーム4を駆動して、一のキーホール60の撮像を終えたとき、隣りのキーホール60へカメラ5を移動させ、移動した先のキーホール60の撮像を行う。これを繰り返して、スキン51、フレーム52又はストリンガー53に形成された複数のキーホール60を撮像する。
カメラ5によって取得された撮像データは、取付け用ロボット3の制御部11へ送信される。As shown in FIG. 1, the
The drive control unit 7 drives the
The imaging data acquired by the
取付け用ロボット3は、図4に示すように、アーム9を備え、アーム9の先端には、部材を把持する把持部(ハンド)10が取り付けられている。取付け用ロボット3は、制御部11によって制御される。制御部11の動作は、予め記録されたプログラムを実行して、CPU等のハードウェア資源によって実現される。
As shown in FIG. 4, the mounting
取付け用ロボット3の制御部11は、図1に示すように、位置算出部12と、平均算出部13と、仮想線算出部14と、取付け位置決定部15と、駆動制御部16等を有する。
位置算出部12は、カメラ5から撮像データを受信する。位置算出部12は、カメラ5によるキーホール60の撮像結果に基づいて、各キーホール60の位置座標を算出する。キーホール60の位置座標は、スキン51上に形成されたキーホール60と、フレーム52又はストリンガー53に形成されたキーホール60の両方について算出される。As shown in FIG. 1, the
The
平均算出部13は、Y軸方向に沿って1列に配置された複数のキーホール60について、複数のキーホール60の位置座標に基づいて、Y軸方向に対して垂直方向であるX軸方向の平均位置を算出する。複数のキーホール60に関するX軸方向の平均位置は、スキン51上に形成されたキーホール60と、フレーム52又はストリンガー53に形成されたキーホール60の両方について算出される。
The
仮想線算出部14は、図6に示すように、平均算出部13によって算出された複数のキーホール60の平均位置を通過し、かつ、Y軸に平行な仮想線を算出する。仮想線は、スキン51上に形成されたキーホール60と、フレーム52又はストリンガー53に形成されたキーホール60の両方について算出される。スキン51上に形成されたキーホール60に関する仮想線は、第1の仮想線として算出され、フレーム52又はストリンガー53に形成されたキーホール60に関する仮想線は、第2の仮想線として算出される。
As shown in FIG. 6, the virtual
取付け位置決定部15は、図6に示すように、仮想線算出部14で算出された第1の仮想線と第2の仮想線が重なるように、スキン51とフレーム52又はストリンガー53とを取り付ける位置を決定する。取付け位置決定部15によって決定された取付け位置は、座標データとして算出される。取付け位置決定部15によって決定された取付け位置は、スキン51に形成されたキーホール60のX軸方向の平均位置を通過する第1の仮想線と、フレーム52又はストリンガー53に形成されたキーホール60のX軸方向の平均位置を通過する第2の仮想線に基づくため、スキン51に対してフレーム52又はストリンガー53を重ね合わせたとき、キーホール60の製作誤差による位置ずれの影響を最小限に抑制できる。
As shown in FIG. 6, the mounting
駆動制御部16は、取付け位置決定部15によって決定された取付け位置に関するデータに基づいて、取付け用ロボット3のアーム9を駆動し、決定された取付け位置へ、フレーム52又はストリンガー53を移動させる。この結果、取付け用ロボット3によって、スキン51に対して、フレーム52又はストリンガー53が重ね合わされる。
The
次に、図7を参照して、本実施形態に係る航空機部品製造システム1を用いた航空機部品の製造方法について説明する。
まず、検出用ロボット2が、図2に示すように、カメラ5を用いて、スキン51に形成されたキーホール60の位置を撮像する(ステップS11)。複数のキーホール60は、列状に配置され、かつ、隣り合うキーホール60同士は、間隔を空けて配置されていることから、検出用ロボット2は、キーホール60を一つずつ撮像することが望ましい。なお、本発明は、この例に限定されず、二つ以上のキーホール60を同時に撮像してもよい。Next, a method of manufacturing an aircraft part using the aircraft
First, as shown in FIG. 2, the
また、スキン51に重ね合わされるフレーム52又はストリンガー53についても、図3に示すように、検出用ロボット2が、フレーム52又はストリンガー53に形成されたキーホール60の位置を撮像する(ステップS21)。この場合も、検出用ロボット2は、キーホール60を一つずつ撮像してもよいし、二つ以上のキーホール60を同時に撮像してもよい。
Further, with respect to the
なお、検出用ロボット2が、各キーホール60を撮像する際、キーホール60の位置に関するデータ(例えば、ティーチングによって教示されたデータ、又は、各部材のCADデータ)を取得し、検出用ロボット2は、取得されたデータに基づいて、各部材上のキーホール60に対応する位置、すなわち、実際のキーホール60の近傍の位置へ移動する。
When the
次に、取付け用ロボット3の制御部11が、カメラ5によるキーホール60の撮像結果に基づいて、各キーホール60の位置座標を算出する(ステップS12,S22)。スキン51に形成されるキーホール60の位置座標は、スキン51に配置される長尺状のフレーム52又はストリンガー53の長手方向に平行な軸方向をY1軸方向とし、Y1軸方向に垂直な軸方向をX1軸方向としたとき(図2参照)、x1座標及びy1座標からなる。フレーム52は、長手方向が機軸方向に対して垂直方向となるように配置されるから、スキン51とフレーム52の取付け時において、Y1軸は、機軸方向に対して垂直方向である。一方、ストリンガー53は、長手方向が機軸方向に対して平行方向となるように配置されるから、スキン51とストリンガー53の取付け時において、Y1軸は、機軸方向に対して平行方向である。スキン51上の複数のキーホール60は、スキン51に取り付けられるフレーム52又はストリンガー53の長手方向に応じて決定されるY1軸方向に沿って列状に配置される。Next, the
一つのフレーム52又はストリンガー53に形成されるキーホール60の位置座標は、図5に示すように、長尺状のフレーム52又はストリンガー53の長手方向に平行な軸方向をY2軸方向とし、Y2軸方向に垂直な軸方向をX2軸方向としたとき、x2座標及びy2座標からなる。フレーム52又はストリンガー53上の複数のキーホール60は、Y2軸方向に沿って列状に配置される。Coordinates keyhole 60 formed in a
次に、スキン51上に形成された複数のキーホール60の位置座標に基づいて、スキン51上で1列に配置された複数のキーホール60のX1軸方向の平均位置x1avgを算出する(ステップS13)。また、フレーム52上又はストリンガー53上に形成された複数のキーホール60の位置座標に基づいて、フレーム52上又はストリンガー53上で1列に配置された複数のキーホール60のX軸方向の平均位置x2avgを算出する(ステップS23)。 Next, based on the position coordinates of the plurality of keyholes 60 formed on the
そして、スキン51上に形成された複数のキーホール60の平均位置x1avgを通過し、かつ、スキン51上のY1軸に平行な第1の仮想線を算出する(ステップS14)。また、フレーム52上又はストリンガー53上に形成された複数のキーホール60の平均位置x2avgを通過し、かつ、フレーム52上又はストリンガー53上のY2軸に平行な第2の仮想線を算出する(ステップS24)。Then, passing through the mean position x 1Avg plurality of
その後、図4に示すように、取付け用ロボット3が、スキン51に対して、フレーム52又はストリンガー53を取り付ける。
その際、まず、取付け用ロボット3は、スキン51に対して、フレーム52又はストリンガー53を取り付ける位置の近傍の位置を、ティーチングによって教示されたデータ、又は、各部材のCADデータによって取得する。取付け用ロボット3は、フレーム52又はストリンガー53を把持しつつ、取得されたデータに基づいて、部材の取り付け位置の近傍の位置へフレーム52又はストリンガー53を移動させる。After that, as shown in FIG. 4, the mounting
At that time, first, the mounting
スキン51、フレーム52及びストリンガー53には、位置決め用のキーホール60が形成されている。フレーム52又はストリンガー53は長尺状部材であるから、フレーム52又はストリンガー53において列状に複数のキーホール60が配置され、その複数のキーホール60をスキン51に配置された複数のキーホール60に対応させる。
A
本実施形態では、スキン51上の第1の仮想線と、フレーム52上又はストリンガー53上の第2の仮想線を取得することで、取付け位置を決定する。
In the present embodiment, the mounting position is determined by acquiring the first virtual line on the
各キーホール60は、各部材で設計された位置と異なり、製作誤差が生じている。そのため、ある任意の一つのキーホール60の中心を通過するように取り付け位置の基準線を設定する場合、そのキーホール60の製作誤差に基づいて、位置ずれが生じてしまう。
Each
そこで、本実施形態は、図6に示すように、複数のキーホール60に基づいて算出されたスキン上の第1の仮想線と、フレーム52上又はストリンガー53上の第2の仮想線が重なるように、部材の取付け位置を決定する(ステップS5)。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the first virtual line on the skin calculated based on the plurality of
そして、取付け用ロボット3は、決定された取付け位置に関するデータに基づいて、決定された取付け位置へ、フレーム52又はストリンガー53を移動させ、スキン51に対して、フレーム52又はストリンガー53を重ね合わせる(ステップS6)。決定された取付け位置は、スキン51に形成されたキーホール60のX1軸方向の平均位置を通過する第1の仮想線と、フレーム52又はストリンガー53に形成されたキーホール60のX2軸方向の平均位置を通過する第2の仮想線に基づくため、スキン51に対してフレーム52又はストリンガー53を重ね合わせたとき、キーホール60の製作誤差による位置ずれの影響を最小限に抑制できる。また、キーホール60同士の重なり合う面積が最も大きくなるため、リベットをキーホール60に挿通する際、不具合が生じにくい。Then, the mounting
次に、打鋲用ロボット(図示せず。)が、重ね合わされたスキン51とフレーム52又はストリンガー53のキーホール60に仮リベットを挿通し、仮リベットによってスキン51とフレーム52又はストリンガー53を締結する(ステップS7)。このとき、アームの先端に取り付けられたハンドの位置決め誤差が少ない位置にあるキーホール60から仮リベットの打鋲を行うことが望ましい。アームの先端に取り付けられたハンドの位置決め誤差が少ない位置にあるキーホール60が、スキン51のY1軸方向の中間位置であれば、スキン51の剛性の高い位置であるため、部材同士が確実に締結されやすい。また、仮リベットの打鋲を開始するキーホール60が、アームの先端に取り付けられたハンドの位置決め誤差が少ない位置にあることから、初めに打鋲される仮リベットを、誤差が少ない正確な位置に打鋲を行うことができる。Next, a rivet robot (not shown) inserts a temporary rivet into the superposed
上述した検出用ロボット2や取付け用ロボット3を使用してスキン51、フレーム52、ストリンガー53等の部材の位置決めを行う方法では、スキン51に形成されたキーホール60と、フレーム52又はストリンガー53に形成されたキーホール60を一致させた後、両者に仮リベットを打鋲する。このとき、フレーム52又はストリンガー53は、一方向に長い長尺状部材であることから、複数のキーホール60は列状に配置され、これに対応してスキン51における複数のキーホール60も列状に配置される。複数のキーホール60が列状に配置されるように形成される際、製作誤差を有することから、複数のキーホール60を正確に1直線上に配置することは困難である。
In the method of positioning members such as the
したがって、スキン51とフレーム52又はストリンガー53を重ね合わせたとき、スキン51に形成されたキーホール60と、フレーム52又はストリンガー53に形成されたキーホール60は、完全に一致しないという問題がある。そのため、スキン51とフレーム52又はストリンガー53を重ね合わせる際、できるだけ打鋲に影響が生じないように各部材を位置決めすることが望ましい。
Therefore, when the
本実施形態によれば、部材の取付け位置は、スキン51に形成された複数のキーホール60のX1軸方向の平均位置を通過する第1の仮想線と、フレーム52又はストリンガー53に形成された複数のキーホール60のX2軸方向の平均位置を通過する第2の仮想線に基づくため、スキン51に対してフレーム52又はストリンガー53を重ね合わせたとき、キーホール60の製作誤差による位置ずれの影響を最小限に抑制できる。列状に配置された複数のキーホール60のうち一つのキーホール60に基づいて、スキン51に対してフレーム52又はストリンガー53の取り付けを行う場合に比べて、スキン51とフレーム52又はストリンガー53とを精度良く重ね合わせることができる。また、キーホール60同士の重なり合う面積が最も大きくなるため、リベットをキーホール60に挿通する際、不具合が生じにくい。According to this embodiment, the mounting position of the members is formed in a first virtual line,
1 :航空機部品製造システム
2 :検出用ロボット
3 :取付け用ロボット
4 :アーム
5 :カメラ
6 :制御部
7 :駆動制御部
8 :メモリ
9 :アーム
11 :制御部
12 :位置算出部
13 :平均算出部
14 :仮想線算出部
15 :取付け位置決定部
16 :駆動制御部
51 :スキン
52 :フレーム
53 :ストリンガー
1: Aircraft parts manufacturing system 2: Detection robot 3: Mounting robot 4: Arm 5: Camera 6: Control unit 7: Drive control unit 8: Memory 9: Arm 11: Control unit 12: Position calculation unit 13: Average calculation Unit 14: Virtual line calculation unit 15: Mounting position determination unit 16: Drive control unit 51: Skin 52: Frame 53: Stringer
Claims (4)
第1の部材において形成され、前記第1の部材上の第1の軸方向に沿って列状に配置された複数の第1位置決め用穴について、前記第1の軸に対して垂直方向である第2の軸方向の平均位置を通過する、前記第1の軸方向に平行な第1の仮想線を算出する第1ステップと、
前記第1の部材と異なる長尺状の第2の部材において形成され、前記第2の部材上の第3の軸方向に沿って列状に配置された複数の第2位置決め用穴について、前記第3の軸に対して垂直方向である第4の軸方向の平均位置を通過する、前記第3の軸方向に平行な第2の仮想線を算出する第2ステップと、
前記第1の仮想線及び前記第2の仮想線が一致するように、ロボットを制御し、前記第1の部材と前記第2の部材を重ね合わせる第3ステップと、
を実行し、
前記第1の軸は、前記第1の部材に配置される前記第2の部材の長手方向に平行な軸とし、
前記第3の軸は、前記第2の部材の長手方向に平行な軸とする部品製造方法。 The computer
A plurality of first positioning holes formed in the first member and arranged in a row along the first axial direction on the first member are perpendicular to the first axis. The first step of calculating the first virtual line parallel to the first axial direction passing through the average position in the second axial direction, and
The plurality of second positioning holes formed in a long second member different from the first member and arranged in a row along a third axial direction on the second member are described above. A second step of calculating a second virtual line parallel to the third axial direction, passing through an average position in the fourth axial direction perpendicular to the third axis, and
A third step of controlling the robot so that the first virtual line and the second virtual line coincide with each other and superimposing the first member and the second member.
The execution,
The first axis is an axis parallel to the longitudinal direction of the second member arranged on the first member.
A component manufacturing method in which the third axis is an axis parallel to the longitudinal direction of the second member.
前記複数の第1位置決め用穴の位置を検出するステップと、
検出された前記複数の第1位置決め用穴の位置に基づいて、前記複数の第1位置決め用穴の前記第2の軸方向の平均位置を算出するステップと、
前記第1位置決め用穴の前記平均位置を通過する前記第1の仮想線を算出するステップと、
を有し、
前記第2ステップは、
前記複数の第2位置決め用穴の位置を検出するステップと、
検出された前記複数の第2位置決め用穴の位置に基づいて、前記複数の第2位置決め用穴の前記第4の軸方向の平均位置を算出するステップと、
前記第2位置決め用穴の前記平均位置を通過する前記第2の仮想線を算出するステップと、
を有する請求項1に記載の部品製造方法。 The first step is
A step of detecting the positions of the plurality of first positioning holes, and
A step of calculating the average position of the plurality of first positioning holes in the second axial direction based on the detected positions of the plurality of first positioning holes, and a step of calculating the average position of the plurality of first positioning holes in the second axial direction.
A step of calculating the first virtual line passing through the average position of the first positioning hole, and
Have,
The second step is
The step of detecting the positions of the plurality of second positioning holes and
A step of calculating the average position of the plurality of second positioning holes in the fourth axial direction based on the detected positions of the plurality of second positioning holes, and a step of calculating the average position of the plurality of second positioning holes in the fourth axial direction.
A step of calculating the second virtual line passing through the average position of the second positioning hole, and
The part manufacturing method according to claim 1.
前記取付け用ロボットは、前記取付け用ロボットを制御する制御部を有し、
前記制御部は、
第1の部材において形成され、前記第1の部材上の第1の軸方向に沿って列状に配置された複数の第1位置決め用穴について、前記第1の軸に対して垂直方向である第2の軸方向の平均位置を通過する、前記第1の軸方向に平行な第1の仮想線を算出し、かつ、前記第1の部材と異なる長尺状の第2の部材において形成され、前記第2の部材上の第3の軸方向に沿って列状に配置された複数の第2位置決め用穴について、前記第3の軸に対して垂直方向である第4の軸方向の平均位置を通過する、前記第3の軸方向に平行な第2の仮想線を算出する仮想線算出部と、
前記取付け用ロボットを駆動し、前記第1の仮想線及び前記第2の仮想線が一致するように、前記第1の部材と前記第2の部材を重ね合わせる駆動制御部と、
を有し、
前記第1の軸は、前記第1の部材に配置される前記第2の部材の長手方向に平行な軸であり、
前記第3の軸は、前記第2の部材の長手方向に平行な軸である部品製造システム。 A mounting robot that attaches the second member to the first member is provided.
The mounting robot has a control unit that controls the mounting robot.
The control unit
A plurality of first positioning holes formed in the first member and arranged in a row along the first axial direction on the first member are perpendicular to the first axis. A first virtual line parallel to the first axial direction that passes through the average position in the second axial direction is calculated, and is formed by a long second member different from the first member. , The average of the plurality of second positioning holes arranged in a row along the third axial direction on the second member in the fourth axial direction, which is the direction perpendicular to the third axis. A virtual line calculation unit that calculates a second virtual line that passes through the position and is parallel to the third axial direction.
A drive control unit that drives the mounting robot and superimposes the first member and the second member so that the first virtual line and the second virtual line coincide with each other.
Have,
The first axis is an axis parallel to the longitudinal direction of the second member arranged on the first member.
The third axis is a component manufacturing system that is an axis parallel to the longitudinal direction of the second member.
前記取付け用ロボットの前記制御部は、
検出された前記複数の第1位置決め用穴の位置に基づいて、前記複数の第1位置決め用穴の前記第2の軸方向の平均位置を算出し、かつ、検出された前記複数の第2位置決め用穴の位置に基づいて、前記複数の第2位置決め用穴の前記第4の軸方向の平均位置を算出する平均算出部と、
を更に有する請求項3に記載の部品製造システム。 A detection robot for detecting the positions of the plurality of first positioning holes and detecting the positions of the plurality of second positioning holes is provided.
The control unit of the mounting robot
Based on the detected positions of the plurality of first positioning holes, the average positions of the plurality of first positioning holes in the second axial direction are calculated, and the plurality of detected second positioning holes are calculated. An average calculation unit that calculates the average position of the plurality of second positioning holes in the fourth axial direction based on the positions of the holes.
The parts manufacturing system according to claim 3, further comprising.
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